KR20150133990A - 환원제 공급 시스템 및 이의 운용 방법 - Google Patents

환원제 공급 시스템 및 이의 운용 방법 Download PDF

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KR20150133990A
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최낙원
김석하
이재문
김은택
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두산엔진주식회사
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Abstract

본 발명은 환원제 공급 시스템 및 이의 운용 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템은 환원제를 분사하는 분사 노즐과, 상기 분사 노즐에 공급할 환원제를 저장하는 환원제 저장부와, 상기 환원제 저장부와 상기 분사 노즐을 연결하는 환원제 공급 라인과, 상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 제1 밸브와, 상기 분사 노즐에 물을 공급하는 물공급부와, 상기 제1 밸브와 상기 분사 노즐 사이의 상기 환원제 공급 라인을 상기 물공급부와 연결하는 제1 퍼지 라인과, 상기 제1 퍼지 라인에 설치된 제2 밸브와, 상기 분사 노즐에 압축 공기를 공급하는 공기 공급부와, 상기 분사 노즐과 상기 공기 공급부를 연결하는 공기 공급 라인과, 상기 공기 공급 라인 상에 설치된 제3 밸브와, 상기 제3 밸브와 상기 공기 공급부 사이의 상기 공기 공급 라인을 상기 제1 밸브와 상기 분사 노즐 사이의 상기 환원제 공급 라인과 연결하는 제2 퍼지 라인과, 상기 제2 퍼지 라인 상에 설치된 제4 밸브와, 상기 분사 노즐과 상기 제2 퍼지 라인 합류점 사이의 상기 환원제 공급 라인에서 분기되어 상기 환원제 저장부와 연결된 드레인 라인, 그리고 상기 드레인 라인 상에 설치된 제5 밸브를 포함한다.

Description

환원제 공급 시스템 및 이의 운용 방법{REDUCTANT SUPPLY SYSTEM AND METHOD FOR MANAGING THE SAME}
본 발명은 환원제 공급 시스템 및 이의 운용 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위해 선택적 촉매 환원 반응에 사용되는 환원제를 공급하기 위한 환원제 공급 시스템 및 이의 운용 방법에 관한 것이다.
일반적으로 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템은 디젤 엔진, 보일러, 소각기 등에서 발생된 배기 가스를 정화하여 질소산화물을 저감시키기 위한 시스템이다.
선택적 촉매 환원 시스템은 촉매가 내부에 설치된 반응기에 배기 가스와 환원제를 함께 통과시키면서 배기 가스에 함유된 질소산화물과 환원제를 반응시켜 질소와 수증기로 환원 처리한다.
선택적 촉매 환원 시스템은 질소산화물을 저감시키기 위한 환원제로 우레아(Urea)를 직접 분사하여 사용하거나 우레아를 가수분해시켜 생성된 암모니아(NH3)를 분사하여 사용하고 있다.
환원제는 환원제 공급 시스템을 통해 공급 및 분사된다.
종래의 환원제 공급 시스템은 질소산화물 저감을 위한 가동 중에는 환원제와 압축 공기를 분사 노즐에 공급하여 분사 노즐이 미립화된 환원제를 고온의 가스 내 공급하게 된다.
그리고 선택적 촉매 환원 시스템의 가동이 정지되면, 환원제 공급 라인에 물을 공급하여 잔여 환원제를 분사 노즐을 거쳐 고온의 가스 내에 분사하고, 다시 공기를 공급하여 환원제 공급 라인의 잔존 환원제와 물을 분사 노즐을 거쳐 제거하는 과정을 수행하였다.
하지만, 환원제 공급 라인에 잔존하는 환원제를 제거하기 위하여 물과 공기를 이용한 퍼지(purge) 작업을 수행할 때, 초기에 순간적으로 과량의 환원제가 분사 노즐을 통해 분사되는 문제점이 있다.
이에, 분사 노즐에 막힘 현상이 발생하거나 환원제가 분해되는 챔버 내부에 침적(deposit)이 생성될 우려가 있다.
또한, 선택적 촉매 환원 시스템의 가동을 중단하고자 할 때, 환원제 공급 라인에서 제거된 잔여 환원제 분해를 위하여 추가적인 선택적 촉매 환원 시스템의 가동이 요구되고 있다.
또한, 환원제 공급 라인에 잔존하는 환원제가 완전히 제거되지 않을 경우, 환원제가 환원제 공급 라인 내에서 결정화되어 환원제 공급 라인에 설치된 여러 밸브와 질량 유량 제어기(MFC)가 오작동을 일으키는 원인이 되고 있다.
본 발명의 실시예는 가동 정지시 공급 배관에 잔존하는 환원제를 효과적으로 제거할 수 있는 환원제 공급 시스템 및 이의 운용 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 환원제 공급 시스템은 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 선택적 촉매 환원 반응에 사용될 환원제를 공급한다. 그리고 환원제 공급 시스템은 환원제를 분사하는 분사 노즐과, 상기 분사 노즐에 공급할 환원제를 저장하는 환원제 저장부와, 상기 환원제 저장부와 상기 분사 노즐을 연결하는 환원제 공급 라인과, 상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 제1 밸브와, 상기 분사 노즐에 물을 공급하는 물공급부와, 상기 제1 밸브와 상기 분사 노즐 사이의 상기 환원제 공급 라인을 상기 물공급부와 연결하는 제1 퍼지 라인과, 상기 제1 퍼지 라인에 설치된 제2 밸브와, 상기 분사 노즐에 압축 공기를 공급하는 공기 공급부와, 상기 분사 노즐과 상기 공기 공급부를 연결하는 공기 공급 라인과, 상기 공기 공급 라인 상에 설치된 제3 밸브와, 상기 제3 밸브와 상기 공기 공급부 사이의 상기 공기 공급 라인을 상기 제1 밸브와 상기 분사 노즐 사이의 상기 환원제 공급 라인과 연결하는 제2 퍼지 라인과, 상기 제2 퍼지 라인 상에 설치된 제4 밸브와, 상기 분사 노즐과 상기 제2 퍼지 라인 합류점 사이의 상기 환원제 공급 라인에서 분기되어 상기 환원제 저장부와 연결된 드레인 라인, 그리고 상기 드레인 라인 상에 설치된 제5 밸브를 포함한다.
또한, 상기한 환원제 공급 시스템은 상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 공급 펌프를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기한 환원제 공급 시스템은 상기 제1 밸브와 상기 환원제 저장부 사이의 상기 환원제 공급 라인에서 분기되어 상기 환원제 저장부와 연결된 회수 라인을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기한 환원제 공급 시스템은 상기 제1 밸브와 상기 분사 노즐 사이의 상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 질량 유량 제어기를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 상기한 환원제 공급 시스템의 운용 방법은 상기 제1 밸브와 상기 제3 밸브를 개방하고 상기 제2 밸브와 상기 제4 밸브 그리고 상기 제5 밸브를 폐쇄하여 상기 환원제 저장부에 저장된 환원제와 상기 공기 공급부가 공급하는 압축 공기를 상기 분사 노즐을 통해 분사하는 환원제 분사 단계와, 상기 제3 밸브와 상기 제5 밸브를 개방하고 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브 그리고 상기 제4 밸브는 폐쇄하여 상기 환원제 공급 라인에 잔존하는 환원제를 상기 드레인 라인을 통해 상기 환원제 저장부로 이동시켜 1차적으로 제거하는 단계와, 상기 제2 밸브와 상기 3 밸브를 개방하고 상기 제1 밸브와 상기 제4 밸브 그리고 상기 제5 밸브를 폐쇄하여 상기 물공급부가 공급하는 물을 상기 분사 노즐로 분사시키면서 상기 환원제 공급 라인에 잔존하는 환원제를 2차적으로 제거하는 단계, 그리고 상기 제3 밸브와 상기 제4 밸브를 개방하고 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브 그리고 상기 제5 밸브를 폐쇄하여 상기 공기 공급부가 공급하는 공기를 상기 분사 노즐로 분사시키면서 상기 환원제 공급 라인에 존재하는 환원제와 물을 3차적으로 제거하는 단계를 포함한다.
또한, 상기한 환원제 공급 시스템의 운용 방법은 상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 상기 제3 밸브, 상기 제4 밸브, 및 상기 제5 밸브를 폐쇄하여 상기 분사 노즐의 분사를 중단시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 환원제 공급 시스템 및 이의 운용 방법은 가동 정지시 공급 배관에 잔존하는 환원제를 효과적으로 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2 내지 도 5는 도 1의 환원제 공급 시스템의 동작 과정을 순차적으로 나타낸 구성도들이다.
도 6은 도 1의 환원제 공급 시스템의 운용 로직(logic)을 도시한 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)은 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 선택적 촉매 환원 반응(selective catalytic reduction, SCR) 시스템에 사용되어 환원 반응에 필요한 환원제를 공급한다.
일례로, 선택적 촉매 환원 시스템은 엔진에서 배출된 배기 가스가 함유한 질소산화물(NOx)을 환원 반응을 통해 제거하여 배기 가스의 질소산화물 함유량을 저감시킨다. 여기서, 엔진은 선박에 사용되는 저속 또는 중속 디젤 엔진일 수 있다.
하지만, 선택적 촉매 환원 시스템이 엔진에서 배출된 배기가스에 한정되어 사용되는 것은 아니며, 플랜트 등 다양한 분야에서도 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)은 환원제 분해 챔버(100)에 환원제를 분사하나, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)은 환원제 분해 챔버(100)가 아닌 배기가스의 배기유로 또는 선택적 촉매 환원 반응기에 직접 환원제를 분사할 수도 있다.
또한, 환원제 분해 챔버(100)는 환원제 공급 시스템이 분사한 환원제인 우레아(urea, CO(NH2)2)를 분해하여 질소산화물(NOx)을 환원시킬 환원제로 사용되는 암모니아(NH3)를 생성한다.
환원제 분해 챔버(100)에서 우레아(urea, CO(NH2)2)가 분해되면, 암모니아(NH3)와 함께 이소시안산(Isocyanic acid, HNCO)이 생성된다. 그리고 이소시안산은 다시 분해되어 암모니아가 된다. 즉, 우레아가 분해되어 최종적으로 암모니아가 생성될 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)은 분사 노즐(700), 환원제 저장부(200), 환원제 공급 라인(610), 제1 밸브(510), 물공급부(400), 제1 퍼지 라인(620), 제2 밸브(520), 공기 공급부(300), 공기 공급 라인(630), 제3 밸브(530), 제2 퍼지 라인(640), 제4 밸브(540), 드레인 라인(650), 및 제5 밸브(550)를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)은 공급 펌프(280), 회수 라인(690), 및 질량 유량 제어기(800)를 더 포함할 수 있다.
분사 노즐(700)은 환원제 분해 챔버(100) 또는 그 밖에 환원제를 분사하고자 하는 위치에 설치되어 환원제를 분사한다. 분사 노즐(700)은 환원제와 압축 공기를 함께 공급받아 미립화된 환원제를 고온의 가스 내 분사한다.
환원제 저장부(200)는 분사 노즐(700)에 공급할 환원제를 저장한다. 그리고 환원제 공급 라인(610)은 환원제 저장부(200)와 분사 노즐(700)을 연결한다.
제1 밸브(510)는 환원제 공급 라인(610) 상에 설치되어 환원제 저장부(200)의 환원제가 분사 노즐(700)로 공급되는 것을 온오프(on-off) 제어한다.
또한, 공급 펌프(280)는 환원제 공급 라인(610) 상에 설치되어 환원제 저장부(200)의 환원제를 분사 노즐(700)로 공급시킨다.
이와 같이, 선택적 촉매 환원 시스템의 가동 중에 분사 노즐(700)로 미립화된 환원제가 분사될 때에는 제1 밸브(510)와 후술할 제3 밸브(530)가 개방되고 나머지 밸브들(520, 540, 550)은 폐쇄된다.
물공급부(400)는 분사 노즐(700)에 물을 공급한다. 물공급부(400)가 공급하는 물은 환원제 저장부(200)에서 분사 노즐(700)로 환원제의 공급이 중단된 후, 환원제 공급 라인(610)에 잔존하는 환원제를 제거하기 위해 사용된다.
제1 퍼지 라인(620)은 제1 밸브(510)와 분사 노즐(700) 사이의 환원제 공급 라인(610)을 물공급부(400)와 연결한다. 즉, 제1 밸브(510)가 닫혀 환원제 저장부(200)로부터 분사 노즐(700)로의 환원제 공급이 중단된 후, 제1 퍼지 라인(620)에 의해 물공급부(400)로부터 물이 공급되어 환원제 공급 라인(610)의 잔존 환원제를 제거할 수 있다.
제2 밸브(520)는 제1 퍼지 라인(620)에 설치되어 물공급부(400)에 의해 제1 퍼지 라인(620)을 거쳐 환원제 공급 라인(610)으로 물이 공급되는 것을 온오프(on-off) 제어한다.
이와 같이, 물공급부(400)가 공급하는 물에 의해 환원제 공급 라인(610)의 잔존 환원제가 제거될 때에는, 제2 밸브(520)와 제3 밸브(530)가 개방되고 나머지 밸브들(510, 540, 550)은 폐쇄된다.
공기 공급부(300)는 분사 노즐(700)에 압축 공기를 공급한다. 이때, 공기 공급부(300)는 공기 공급 라인(630)을 거쳐 분사 노즐(700)에 압축 공기를 공급할 수 있으며, 필요에 따라 후술할 제2 퍼지 라인(640)을 통해 환원제 공급 라인(610)을 거쳐 분사 노즐(700)에 압축 공기를 공급할 수도 있다.
구체적으로, 공기 공급 라인(630)을 거쳐 분사 노즐(700)에 공급되는 압축 공기는 환원제 공급 라인(610)을 거쳐 분사 노즐(700)에 공급되는 환원제와 함께 분사되면서 미립화된 환원제를 분사시키는 역할을 한다.
제3 밸브(530)는 공기 공급 라인(630)에 설치되어 공기 공급부(300)가 공급하는 압축 공기가 공기 공급 라인(630)을 통해 분사 노즐(700)로 공급되는 것을 온오프(on-off) 제어한다.
제2 퍼지 라인(640)은 제3 밸브(530)와 공기 공급부(300) 사이의 공기 공급 라인(630)을 제1 밸브(510)와 분사 노즐(700) 사이의 환원제 공급 라인(610)과 연결한다. 따라서, 제2 퍼지 라인(640)을 통해 공기 공급부(300)가 공급하는 압축 공기는 물공급부(400)에서 제1 퍼지 라인(620)을 거쳐 분사 노즐(700)로 물의 공급이 중단된 후, 환원제 공급 라인(610)에 잔존하는 환원제와 물을 제거하기 위해 사용된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 제1 퍼지 라인(620)과 환원제 공급 라인(610)의 합류점과 제2 퍼지 라인(640)과 환원제 공급 라인(610)의 합류점은 동일할 수 있으며, 제1 퍼지 라인(620)과 제2 퍼지 라인(640)의 일부 구간이 중첩될 수도 있다.
제4 밸브(540)는 제2 퍼지 라인(640)에 설치되어 공기 공급부(300)가 공급한 압축 공기가 제2 퍼지 라인(640)을 거쳐 환원제 공급 라인(540)으로 공급되는 것을 제어한다.
이와 같이, 공기 공급부(300)가 공급하는 압축 공기에 의해 환원제 공급 라인(610)의 잔존 환원제와 물이 제거될 때에는, 제3 밸브(530)와 제4 밸브(540)가 개방되고 나머지 밸브들(510, 520, 550)은 폐쇄된다.
드레인 라인(650)은 분사 노즐(700)과 제2 퍼지 라인(640) 합류점 사이의 환원제 공급 라인(610)에서 분기되어 환원제 저장부(200)와 연결된다.
드레인 라인(650)은 제1 밸브(510)가 닫혀 환원제 저장부(200)의 환원제가 환원제 공급 라인(610)을 거쳐 분사 노즐(700)로 이동하는 것이 중단된 후, 물공급부(400)가 물을 공급하여 환원제 공급 라인(610)의 잔존 환원제를 분사 노즐(700)로 밀어내 제거하기 이전에, 환원제 공급 라인(610)에 잔존하는 환원제를 환원제 저장부(200)로 드레인(drain)시킨다.
이때, 드레인 라인(650)을 통한 환원제의 드레인은 환원제 저장부(200)와 환원제 공급 라인(610) 그리고 분사 노즐(700)의 높이 차이에 의한 자중 또는 공기 공급부(300)가 공기 공급 라인(630)을 통해 분사 노즐(700)에 공급한 압축 공기의 일부가 환원제 공급 라인(610)을 따라 역류하여 환원제 공급 라인(610)의 잔존 환원제를 드레인 라인(650)으로 밀어냄으로써 수행될 수 있다.
또한, 드레인 라인(650)은 환원제 공급 라인(610)의 잔존 환원제를 단순히 제거하는 것이 아니라 환원제 저장부(200)로 회수시키므로, 본 발명의 일 실시예에서는 잔존 환원제를 재활용할 수 있다.
제5 밸브(550)는 드레인 라인(650)에 설치되어 드레인 라인(650)을 통해 환원제가 환원제 저장부(200)로 드레인되는 것을 제어한다.
이와 같이, 드레인 라인(650)을 통해 환원제 공급 라인(610)의 잔존 환원제를 드레인 시킬 때에는 제3 밸브(530)와 제5 밸브(550)는 개방되고 나머지 밸브들(510, 520, 540)은 폐쇄된다.
회수 라인(690)은 제1 밸브(510)와 환원제 저장부(200) 사이의 환원제 공급 라인(610)에서 분기되어 환원제 저장부(200)와 연결된다.
또한, 공급 펌프(280)도 제1 밸브(510)와 환원제 저장부(200) 사이의 환원제 공급 라인(610)에 설치될 수 있다.
제1 밸브(510)가 폐쇄되면, 제1 밸브(510)와 환원제 저장부(200) 사이의 환원제 공급 라인(610)에 잔존하는 환원제는 회수 라인(690)을 통해 환원제 저장부(200)로 회수될 수 있다.
질량 유량 제어기(800)는 환원제 공급 라인(610)에 설치되어 환원제 공급 라인(610)을 거쳐 분사 노즐(700)로 공급되는 환원제의 유량을 정밀하게 제어할 수 있도록 돕는다. 즉, 질량 유량 제어기(800)에 의하여, 선택적 촉매 환원 시스템에 필요한 환원제의 양을 정밀 제어하고 필요 이상의 환원제가 분사되는 것을 억제하여 암모니아 슬립(ammonia slip)의 발생을 최소화할 수 있다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)은 가동 정지시 공급 배관, 즉 환원제 공급 라인(610)에 잔존하는 환원제를 효과적으로 제거할 수 있다.
따라서, 환원제 공급 라인(610)에 잔존하는 환원제가 완전히 제거되지 않아 환원제가 환원제 공급 라인(610) 내에서 결정화되어 환원제 공급 라인(610)에 설치된 제1 밸브(510)와 질량 유량 제어기(MFC, 800)가 오작동을 일으키는 것을 방지할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)의 운용 방법을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)의 운용 방법은 환원제 분사 동작, 환원제 드레인 및 회수 동작, 물을 이용한 환원제 제거 동작, 압축 공기를 이용한 환원제 제거 동작으로 구분 동작될 수 있다.
먼저, 도 1 및 도 6에 도시한 바와 같이, 환원제 분사 동작은 제1 밸브(510)와 제3 밸브(530)를 개방하고, 제2 밸브(520)와 제4 밸브(540) 그리고 제5 밸브(550)를 폐쇄한다.
이에, 환원제 저장부(200)에 저장된 환원제와 공기 공급부(300)가 공급하는 압축 공기는 분사 노즐(700)을 통해 분사되면서 미립화된 환원제가 환원제 분해 챔버(100)로 분사된다.
다음, 도 2 및 도 6에 도시한 바와 같이, 환원제 드레인 및 회수 동작은 제3 밸브(530)와 제5 밸브(550)를 개방하고 제1 밸브(510)와 제2 밸브(520) 그리고 제4 밸브(540)는 폐쇄한다.
이에, 환원제 공급 라인(610)에 잔존하는 환원제를 드레인 라인(650)을 통해 환원제 저장부(200)로 이동시켜 1차적으로 제거한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 환원제 공급 라인(610)에 잔존하는 환원제를 환원제 저장부(200)로 회수하여 재활용할 수 있다.
다음, 도 3 및 도 6에 도시한 바와 같이, 물을 이용한 환원제 제거 동작은 제2 밸브(520)와 3 밸브(530)를 개방하고, 제1 밸브(510)와 제4 밸브(540) 그리고 제5 밸브(550)를 폐쇄한다.
이에, 물공급부(400)가 공급하는 물을 분사 노즐(700)로 분사시키면서 환원제 공급 라인(610)에 잔존하는 환원제를 2차적으로 제거할 수 있다.
다음, 도 4 및 도 6에 도시한 바와 같이, 압축 공기를 이용한 환원제 제거 동작은 제3 밸브(530)와 제4 밸브(540)를 개방하고, 제1 밸브(510)와 제2 밸브(520) 그리고 제5 밸브(550)를 폐쇄한다.
이에, 공기 공급부(300)가 공급하는 공기를 분사 노즐(700)로 분사시키면서 환원제 공급 라인(610)에 존재하는 환원제와 물을 3차적으로 제거할 수 있다.
다음, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 환원제 공급 라인(610)의 잔존 환원제가 모두 제거되면 제1 밸브(510), 제2 밸브(520), 제3 밸브(530), 제4 밸브(540), 및 제5 밸브(550)를 모두 닫고 환원제 공급 시스템(101)의 가동을 완전히 정지시킬 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)의 운용 방법에 따르면, 환원제 공급 시스템(101)은 가동 정지시 공급 배관, 즉 환원제 공급 라인(610)에 잔존하는 환원제를 효과적으로 제거할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 환원제 분해 챔버 101: 환원제 공급 시스템
200: 환원제 저장부 280: 공급 펌프
300: 공기 공급부 400: 물공급부
510: 제1 밸브 520: 제2 밸브
530: 제3 밸브 540: 제4 밸브
550: 제5 밸브 610: 환원제 공급 라인
620: 제1 퍼지 라인 630: 공기 공급 라인
640: 제2 퍼지 라인 650: 드레인 라인
690: 회수 라인 700: 분사 노즐
800: 질량 유량 제어기

Claims (6)

  1. 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 선택적 촉매 환원 반응에 사용될 환원제를 공급하는 환원제 공급 시스템에 있어서,
    환원제를 분사하는 분사 노즐;
    상기 분사 노즐에 공급할 환원제를 저장하는 환원제 저장부;
    상기 환원제 저장부와 상기 분사 노즐을 연결하는 환원제 공급 라인;
    상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 제1 밸브;
    상기 분사 노즐에 물을 공급하는 물공급부;
    상기 제1 밸브와 상기 분사 노즐 사이의 상기 환원제 공급 라인을 상기 물공급부와 연결하는 제1 퍼지 라인;
    상기 제1 퍼지 라인에 설치된 제2 밸브;
    상기 분사 노즐에 압축 공기를 공급하는 공기 공급부;
    상기 분사 노즐과 상기 공기 공급부를 연결하는 공기 공급 라인;
    상기 공기 공급 라인 상에 설치된 제3 밸브;
    상기 제3 밸브와 상기 공기 공급부 사이의 상기 공기 공급 라인을 상기 제1 밸브와 상기 분사 노즐 사이의 상기 환원제 공급 라인과 연결하는 제2 퍼지 라인;
    상기 제2 퍼지 라인 상에 설치된 제4 밸브;
    상기 분사 노즐과 상기 제2 퍼지 라인 합류점 사이의 상기 환원제 공급 라인에서 분기되어 상기 환원제 저장부와 연결된 드레인 라인; 및
    상기 드레인 라인 상에 설치된 제5 밸브
    를 포함하는 환원제 공급 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 공급 펌프를 더 포함하는 환원제 공급 시스템.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 밸브와 상기 환원제 저장부 사이의 상기 환원제 공급 라인에서 분기되어 상기 환원제 저장부와 연결된 회수 라인을 더 포함하는 환원제 공급 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
    상기 제1 밸브와 상기 분사 노즐 사이의 상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 질량 유량 제어기를 더 포함하는 환원제 공급 시스템.
  5. 제1항의 환원제 공급 시스템의 운용 방법에 있어서,
    상기 제1 밸브와 상기 제3 밸브를 개방하고 상기 제2 밸브와 상기 제4 밸브 그리고 상기 제5 밸브를 폐쇄하여, 상기 환원제 저장부에 저장된 환원제와 상기 공기 공급부가 공급하는 압축 공기를 상기 분사 노즐을 통해 분사하는 환원제 분사 단계;
    상기 제3 밸브와 상기 제5 밸브를 개방하고 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브 그리고 상기 제4 밸브는 폐쇄하여, 상기 환원제 공급 라인에 잔존하는 환원제를 상기 드레인 라인을 통해 상기 환원제 저장부로 이동시켜 1차적으로 제거하는 단계;
    상기 제2 밸브와 상기 3 밸브를 개방하고 상기 제1 밸브와 상기 제4 밸브 그리고 상기 제5 밸브를 폐쇄하여, 상기 물공급부가 공급하는 물을 상기 분사 노즐로 분사시키면서 상기 환원제 공급 라인에 잔존하는 환원제를 2차적으로 제거하는 단계; 및
    상기 제3 밸브와 상기 제4 밸브를 개방하고 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브 그리고 상기 제5 밸브를 폐쇄하여, 상기 공기 공급부가 공급하는 공기를 상기 분사 노즐로 분사시키면서 상기 환원제 공급 라인에 존재하는 환원제와 물을 3차적으로 제거하는 단계
    를 포함하는 환원제 공급 시스템의 운용 방법.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 상기 제3 밸브, 상기 제4 밸브, 및 상기 제5 밸브를 폐쇄하여 상기 분사 노즐의 분사를 중단시키는 단계를 더 포함하는 환원제 공급 시스템의 운용 방법.
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